某高压氧舱基坑工程支护设计研究★

尹振江 尹晓一

(滨州学院建筑工程系，山东 滨州 256603)

某高压氧舱基坑工程支护设计研究★

尹振江 尹晓一

(滨州学院建筑工程系，山东 滨州 256603)

对某人民医院的高压氧舱基坑设计进行了介绍，结合工程的地质情况和水文地质条件，重点对基坑支护中水泥土墙截面承载力验算、锚杆计算、抗滑移稳定性验算、抗隆起验算等进行了详细论述，对类似工程有参考借鉴意义。

基坑工程，支护，设计

1 工程概况

某高压氧舱项目，场地位于某人民医院院内，外科病房大楼北侧。拟建高压氧舱地下室部分南北向长17.20 m，东西向宽10.50 m，地下1层，基础埋深约为4.0 m，天然地基。

该工程周边环境如下：

1)基坑北侧为现有平房，使用中，南墙距基坑边缘约为3.0 m。

2)基坑西侧为现有道路，道路以西为住宅楼，基坑边缘距道路约10 m～12 m。

3)基坑南侧为现有外科病房大楼，基坑边缘距大楼外墙约9.0 m。

4)基坑东侧为拟建高压氧舱无地下室部分。

该工程周边施工环境相对复杂；除东、西两部场地相对开阔外，南北侧距已有建筑物距离均较近，北部平房采用的天然地基，南部外科病房大楼采用的桩基础。场地现标高根据甲方正负零确定约为-0.60 m，设计基坑开挖深度约为-4.50 m。

2 工程地质情况和水文地质条件

2.1 地形、地貌

根据现场踏勘及走访,该场地高差变化不大。高程以甲方确定的正负零为引入点。场地标高平均值为-0.60 m。

地貌成因类型为黄河下游冲积平原，在勘探深度范围内揭露土层均为第四纪全新世沉积的土层。

2.2 气象资料

该地区属暖温带大陆性季风气候;极端最高气温为40.9 ℃，极端最低气温为-20.9 ℃,年平均气温为12.5 ℃;一日最大降水量为150.4 mm，年平均降水量为588.5 mm；最大风速(10 min)20.7 m/s，极大风速为38.3 m/s，最大风速(2 min)为25 m/s，年平均风速为2.7 m/s;滨城区标准冻结深度为57 cm。

2.3 地下水、土情况

场区地层均为弱透水层，环境类型属Ⅱ类。根据所采取水试样水质分析结果判定：长期浸水状态时，地下水对混凝土具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具有弱腐蚀性；干湿交替状态时，地下水对混凝土具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具有弱腐蚀性；根据所采取土样的分析结果可知：场区内的土对混凝土具有弱腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。

2.4 地质构造

场区位于华北平原构造带、郯庐构造带两者之间与渤海湾交汇处。自新生代以来，该区以大规模沉降运动为主，沉积了厚达1 500 m的松散岩系，下伏下第三系基岩。

区内断裂构造以北东向、北东向断裂为主，并构成Ⅳ级构造单元的边界。

2.5 场地各层岩土的分布和物理性质

根据勘察，场地地层在支护所需深度内共分为4层，各岩土工程特征描述及物理力学性质指标如下：

①层杂填土：上部原为混凝土路面，含有混凝土等建筑垃圾。场区普遍分布，厚度：1.00 m～2.50 m,平均1.35 m；层底标高：7.86 m～9.38 m，平均8.93 m；层底埋深：1.00 m～2.50 m，平均1.35 m。

②层粉土：黄褐色，含铁质氧化物，湿，稍密～中密；摇震反应中等，无光泽反应，低干强度，低韧性，粘粒含量较高。场区普遍分布，厚度:2.50 m～4.20 m，平均3.67 m；层底标高：4.70 m～5.70 m，平均5.27 m；层底埋深：4.60 m～5.40 m，平均5.02 m。

物理力学指标：γ=19.1 kN/m3，c=10 kPa，φ=28.3°。

③层粉土：黄褐色，含铁质氧化物，湿，中密，摇震反应中等，无光泽反应，低干强度，低韧性，粘粒含量较低。场区普遍分布，厚度：2.40 m～3.20 m，平均2.76 m；层底标高：2.27 m～2.67 m，平均2.51 m；层底埋深：7.70 m～8.00 m，平均7.78 m。

物理力学指标：γ=19.4 kN/m3，c=10.0 kPa，φ=27.9°。

④层粉质粘土：灰褐色，灰色，含铁锰质氧化物，软塑～可塑，稍有光泽，中等干强度，中等韧性。场区普遍分布，厚度:2.50 m～3.00 m，平均2.74 m；层底标高：-0.53 m～-0.07 m，平均-0.23 m；层底埋深：10.30 m～10.80 m，平均10.52 m。

物理力学指标：γ=19.1 kN/m3，c=22 kPa，φ=10.4°。

3 基坑工程设计计算

3.1 水泥土墙截面承载力验算

3.1.1 基坑内侧计算结果

计算截面距离墙顶3.20 m，弯矩设计值= 1.25×0.90×9.72=10.94 kN·m。

1)压应力验算：

抗压强度满足。

2)拉应力验算：

抗拉强度满足。

3.1.2 基坑外侧计算结果

计算截面距离墙顶 5.00 m，弯矩设计值=1.25×0.90×14.77=16.62 kN·m。

1)压应力验算：

抗压强度满足。

2)拉应力验算：

抗拉强度满足。

其中，γcs为水泥土墙平均重度，kN/m3；Z为由墙顶至计算截面的深度，m；M为单位长度水泥土墙截面弯矩设计值，kN·m；W为水泥土墙截面模量，m3；fcs为水泥土抗压强度，MPa。

3.2 锚杆计算

1)锚杆参数见表1。

表1 锚杆参数表

2)锚杆内力见表2。

表2 锚杆内力表 kN

3)锚杆自由段长度计算简图见图1，锚杆参数表见表3。

表3 锚杆参数表(一)

3.3 抗滑移稳定性验算

锚杆参数见表4。

表4 锚杆参数表(二)

抗滑安全系数(Kh≥1.2)：

Kh=4.085。

3.4 抗隆起验算

抗隆起验算图见图2。

Prandtl(普朗德尔)公式(K≥1.1～1.2)，注：安全系数取自YB 9258-97建筑基坑工程技术规范(冶金部)：

4 结语

本文通过某工程支护设计案例，详细推倒了支护设计方案。该工程周边施工环境相对复杂，南北侧距已有建筑物距离均较近，北部平房采用的天然地基，南部外科病房大楼采用的桩基础，因此，该论文可为相似工程提供借鉴和参考。

[1] 彭振斌.深基坑开挖与支护工程设计计算与施工[M].武汉：中国地质大学出版社，1997.

[2] GB 50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[3] 杨 平.土力学[M].北京：机械工业出版社，2005.

[4] 佟哲伟.深基坑支护工程安全技术研究[J].山西建筑，2013，39(16)：62-63.

Research on foundation pit engineering support design of a hyperbaric chamber★

YIN Zhen-jiang YIN Xiao-yi

(ConstructionEngineeringDepartment,BinzhouUniversity,Binzhou256603,China)

This paper introduced the hyperbaric chamber foundation pit design of a people’s hospital, combining with the engineering geological conditions and hydrogeololgy geological conditions, emphatically discussed in detail the bearing capacity checking, anchor calculation, anti sliding stability checking, anti uplift checking etc. of cement soil wall in foundation pit supporting, had reference to similar engineering.

foundation pit engineering, support, design

2014-07-18★:滨州学院“青年人才创新工程”科研基金项目(项目编号：BZXYQNLG201005)

尹振江(1982- )，男，硕士，助教； 尹晓一(1976- )，男，高级工程师

1009-6825(2014)27-0056-02

TU463

A